Бензилхлорид

Бензилхлорид
Общие
Традиционные названия	бензилхлорид, хлорметилбензол, α-хлортолуол
Хим. формула	C6H5CH2Cl
Рац. формула	C7H7Cl
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	126,58 г/моль
Плотность	1,100 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	−39 °C
• кипения	179,3 °C
• вспышки	153 ± 1 ℉
Пределы взрываемости	1,1 ± 0,1 об.%
Давление пара	1 ± 1 мм рт.ст.
Химические свойства
Растворимость
• в воде	не растворим
• в спирт	смешивается
• в хлороформ	смешивается
• в орг. растворители	смешивается
Оптические свойства
Показатель преломления	1,5391
Классификация
Рег. номер CAS	100-44-7
PubChem	7503
Рег. номер EINECS	202-853-6
SMILES	ClCc1ccccc1
InChI	InChI=1S/C7H7Cl/c8-6-7-4-2-1-3-5-7/h1-5H,6H2 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N
RTECS	XS8925000
ChEBI	615597
Номер ООН	1738
ChemSpider	13840690
Безопасность
NFPA 704	2 3 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Бензилхлорид (хлористый бензил) — бесцветная жидкость с резким запахом, нерастворимая в воде, смешивается с этанолом, хлороформом и другими органическими растворителями. Лакриматор, огнеопасен.

Получение

В промышленности бензилхлорид получают жидкофазным радикальным хлорированием толуола:

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}CH_{3}+Cl_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}CH_{2}Cl+HCl}}}$

Таким способом получают около 100,000 тонн бензилхлорида в год. Побочными продуктами являются бензальхлорид и бензотрихлорид (C₆H₅CHCl₂ и C₆H₅CCl₃).

Существует несколько вариантов процесса: хлорирование толуола в присутствии 1 % PCI₃ при 90—100 °C, хлорирование при УФ-облучении или в присутствии 2,2'-азо-бис-изобутиронитрила.

Кроме хлорирования при высокой температуре, реакция прекрасно протекает и при комнатной в отсутствие катализаторов при простом пропускании хлора в толуол, находящийся по возможности в высоком сосуде для более эффективного растворения газа, на солнечном свету(предпочтительно) или при искусственном освещении. При данном способе хлорирования, содержание влаги в толуоле и хлоре не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на скорость реакции. Существует и ещё более простой оригинальный метод получения бензилхлорида в лаборатории — хлорирование толуола на поверхности раствора гипохлорита натрия или кальция (хлорной извести), введением по трубке доходящей до дна сосуда раствора соляной или серной кислоты в раствор гипохлорита. Образующийся хлор эффективно экстрагируется находящимся на поверхности слоем толуола(достаточно толщины слоя в 3-4 см) и при освещении этого слоя быстро происходит реакция. Реакция проводится также при комнатной температуре.

Бензилхлорид также может быть получен хлорированием толуола сульфурилхлоридом SO₂Cl₂, хлорметилирование по Блану бензола:

В лаборатории получают реакцией бензилового спирта с концентрированной соляной кислотой

Применение и реакции

• Бензилхлорид применяют для получения бензилового спирта и особенно бензилцеллюлозы (см. Целлюлоза), широко используемой в производстве пластических масс, плёнок, электроизоляционных покрытий и лаков.
• В промышленности бензилхлорид играет роль прекурсора к бензиловым эфирам, которые используются как пластификаторы, ароматизаторы и парфюмерия.
• Фенилуксусную кислоту, прекурсор к фармацевтическим препаратам, получают через бензилцианид, который образуется при обработке бензилхлорида цианидом натрия.

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}CH_{2}Cl{\xrightarrow[{}]{NaCN}}C_{6}H_{5}CH_{2}CN{\xrightarrow[{}]{H_{2}O}}C_{6}H_{5}CH_{2}COOH}}}$

• Четвертичные аммониевые соли, используемые в качестве поверхностно-активных веществ, легко образуются алкилированием третичного амина бензилхлоридом:

${\displaystyle {\mathsf {R_{3}N+C_{6}H_{5}CH_{2}Cl\rightarrow [R_{3}N(C_{6}H_{5}CH_{2})]^{+}Cl^{-}}}}$

• В органическом синтезе, бензилхлорид используется для введения бензильной защитной группы, получая соответствующий бензиловый эфир. Снимается данная группа гидрированием на палладии.

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}CH_{2}Cl{\xrightarrow[{}]{ROH}}C_{6}H_{5}CH_{2}OR{\xrightarrow[{Pd}]{H_{2}}}ROH+C_{6}H_{5}CH_{3}}}}$

• С карбоновыми кислотами, даёт соответствующие бензильные сложные эфиры.
• Бензойная кислота (C₆H₅COOH) может быть получена окислением бензилхлорида щелочным раствором перманганата калия (KMnO₄).

${\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}CH_{2}Cl{\xrightarrow[{OH^{-}}]{KMnO_{4}}}C_{6}H_{5}COOH}}}$

• Он может быть использован в синтезе наркотиков класса амфетаминов, и по этим причинам продажи бензилхлорида находятся под мониторингом в США List II
• Бензилхлорид также легко реагирует с металлическим магнием давая реактив Гриньяра. Он предпочтительнее чем бензил бромид для получения реагента Гриньяра, так как бромид даёт в качестве продукта также продукт сочетания по Вюрцу — 1,2-дифенилэтан.

Бензилирование гетероатомных функциональных групп

Бензилхлорид — удобный бензилирующий агент для гетероатомных функциональных групп и наиболее часто используется для введения этой защитной группы. Бензилирование спиртов этим реагентом достигается в условиях катализа сильным основанием таким как KOH, и в спиртовых растворителях и в условиях фазового переноса с n-Bu₄NHSO₄ Оксид серебра в ДМФА также эффективенФенолы могут также быть бензилированы в условиях основного катализа .

Амино группы легко бензилируются при обработке бензилхлоридом в присутствии карбоната или гидроксида при этом дибензилирование является конкурентной реакцией. Тиолы бензилируются в присутствии гидроксида натрия или цезия карбоната и полярных растворителях, таких как этанол или ДМФА.

Амиды могут быть N-бензилированы бензилхлоридом при действии сильных оснований таких как метал гидриды 11

Бензилирование метиленактивных соединений

Анионы и дианионы β-кетоэфиров,, замещённые малоновые эфиры, β-кетоальдегиды, β-дикетоны, β-кетоамиды, и β-кетонитрилы все эффективно реагируют давая С-бензилированные продукты. Когда генерируется дианион из β-кетоамида, β-кетоэфир или β-дикетоне бензилируется менее кислотное положение. Нитрил стабилизированные карбанионы легко бензилируются в эфирных растворителях, аммиаке или ДМСО Бензилхлорид также реагирует с карбанионами генерированными из кетонов, эфиров, иминов (металлоенаминов) и гидразонов, оксимы.

Безопасность

Бензилхлорид является алкилирующим агентом. Он реагирует с водой, гидролизуясь до бензилового спирта и хлороводорода. Так как бензилхлорид достаточно летуч при комнатной температуре и раздражает слизистые оболочки глаз и кожу, является лакриматором.

Работу с ним ведут в вытяжном шкафу и с соответствующей защитой кожи. Бензилхлорид является мутагеном и, возможно, канцерогеном.

Ссылки